软件设计模式白话文系列（十一）享元模式

1、描述

以共享的方法高效地支持大量细粒度对象的复用。在 Java 中，通过提前初始化对象或者首次使用后记录对象，后续使用就可以复用对象来实现享元模式。类似缓存技术。

2、模式结构

• 享元对象：可复用对象。

• 享元工厂类：享元对象的工厂类，负责创建、储存享元对象。客户端从工厂类请求对象有则返回，没有则创建

  一个放入工厂类。例如 String 类的缓存池和数据库的连接池。

3、实现逻辑

享元模式实现的关键是需要区分对象的内蕴状态和外蕴状态。简单点解释就是，内蕴状态就是可被共享的部分；外蕴状态就是不可共享的部分，需要客户端提供的部分。Java 中实现享元模式，就是把内蕴部分剥离出来静态化，客户端调用时提供外蕴状态（当然对象可以没有外蕴部分）。

4、实战代码

RBAC 模型基于角色的权限控制。通过角色关联用户，角色关联权限的方式间接赋予用户权限。

我们知道对于用户来讲，每个用户都有自己的 编号、姓名，但是会存在多个用户都是同一个角色。在这里编号、姓名就属于外蕴状态，而角色就属于内蕴状态。

/**
 * 享元对象
 *
 * @author Eajur.Wen
 * @version 1.0
 * @date 2022-11-15 19:01:20
 */
@Data
public class Role {
    private String name;

    private List permissions;
}

/**
 * 业务对象
 *
 * @author Eajur.Wen
 * @version 1.0
 * @date 2022-11-15 19:00:57
 */
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public class Member {

    private Long id;
    private String name;

    private Role role;
}

/**
 * 享元工厂类
 * 这里结合静态内部类单例模式实现 RoleFactory
 *
 * @author Eajur.Wen
 * @version 1.0
 * @date 2022-11-15 19:04:47
 */
public class RoleFactory {
    private static Map roleMap = new HashMap<>();

    public RoleFactory() {
        Role admin = new Role();
        admin.setName("admin");
        admin.setPermissions(List.of("add", "update", "select", "delete"));

        Role user = new Role();
        user.setName("user");
        user.setPermissions(List.of("select"));

        roleMap.put("admin", admin);
        roleMap.put("user", user);
    }

    public Role getRole(String name) {
        return roleMap.get(name);
    }

    public static final RoleFactory getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final RoleFactory INSTANCE = new RoleFactory();
    }
}

/**
 * 测试类
 *
 * @author Eajur.Wen
 * @version 1.0
 * @date 2022-11-15 19:13:48
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 10 个 Admin 用户
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            Member member = new Member((long) i,
                    "admin" + i,
                    RoleFactory.getInstance().getRole("admin"));
            System.out.println(member);
        }
        System.out.println("------------------");
        // 创建 100 个 User 用户
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            Member member = new Member((long) i,
                    "user" + i,
                    RoleFactory.getInstance().getRole("user"));
            System.out.println(member);
        }
    }
}

这样我们通过提前创建 role 对象，使得频繁创建 member 对象时复用 role 对象，减少了 role 对象的频繁创建与销毁，大大节约了内存占用。

5、适用场景

相同对象或者相似对象需要频繁创建时，适合使用享元模式。

6、享元模式与单例模式的区别

单例模式的目的是为了确保一个类只存在一个对象，需要自行实例化并提供全局访问方法。

享元模式的目的是为了对对象内蕴部分的复用，无需保证一个类只存在一个对象。